孫鵬 孫瑋

（1、中國(guó)建筑一局（集團(tuán)）有限公司工程設(shè)計(jì)院，北京100161 2、哈爾濱供水集團(tuán)有限責(zé)任公司，黑龍江 哈爾濱150010）

1 緒論

封閉式母線槽按母線材質(zhì)，可分為銅母線槽和鋁母線槽。由于母線槽具有體積小、結(jié)構(gòu)緊湊、輸送容量大、安全可靠和安裝維修使用方便等優(yōu)點(diǎn)，是高層建筑，尤其是超高層建筑理想的干線布線方式。目前市場(chǎng)主流產(chǎn)品為銅母線槽，而某些品牌合金母線槽技術(shù)較先進(jìn)，價(jià)格便宜，在市場(chǎng)中有一定銷(xiāo)量。本文以浙江省已實(shí)施的某一多業(yè)態(tài)大型商業(yè)綜合體項(xiàng)目為例，對(duì)合金母線槽和銅母線槽做經(jīng)濟(jì)和技術(shù)比較，使母線槽選擇達(dá)到綜合效益最高。

2 對(duì)母線槽最基本的要求

對(duì)母線槽選擇要從全壽命周期內(nèi)材料、能耗、壓降、工藝等參數(shù)和價(jià)格綜合考慮，以達(dá)到綜合效益最高。

2.1 運(yùn)行的安全性和使用壽命。母線槽運(yùn)行的安全性主要是指不發(fā)生因絕緣破壞引起短路事故和不存在引起火災(zāi)事故的隱患。在規(guī)范和產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)中以20℃時(shí)直流電阻率來(lái)表示導(dǎo)體的導(dǎo)電性能。根據(jù)直流電阻率比較，同截面銅母線比鋁和鋁合金母線可承受更高過(guò)載電流，和更高的溫升。其次母線槽性能最薄弱的環(huán)節(jié)在于電氣連接位置（如接頭連接部位、插接口部位等），在這些區(qū)域溫升高、能耗集中、故障多發(fā)。因此，提高電氣連接性能成為母線設(shè)計(jì)的關(guān)鍵。主流廠家的生產(chǎn)工藝是母線通過(guò)獨(dú)立連接器用螺栓連接，插接口與母線槽本體連接是直接焊接而成。某些制造工藝先進(jìn)的合金母線槽品牌通過(guò)采用分子滲透技術(shù)將鋁- 銅- 銀導(dǎo)體形成合金結(jié)構(gòu)、插接口一體成型直接接觸、并增大合金母線截面等工藝來(lái)降低接觸電阻和溫升，將合金母線槽電氣傳輸性能提升到新的高度。

2.2 保證供電質(zhì)量。保證供電質(zhì)量就要減小母線槽尤其是長(zhǎng)距離輸配電母線槽的線路壓降和對(duì)周?chē)h(huán)境的電磁干擾。一般銅母線槽線路壓降要低于鋁和鋁合金母線。特別指出，根據(jù)市場(chǎng)上公開(kāi)發(fā)行的產(chǎn)品樣本參數(shù)比較，有些品牌合金母線槽與銅母線槽相比，不同電流規(guī)格母線槽電壓降互有上下，參見(jiàn)附表一《合金母線槽和銅母線槽能耗比》中相關(guān)參數(shù)。

2.3 能耗低。母線槽是傳輸電能的產(chǎn)品，它本身也消耗電能，因此，不但要求它安全可靠，而且還要節(jié)能。消耗在母線槽本身的電能，與母線槽交流阻抗成正比。為了分析方便，本文暫不考慮電抗的影響，在母線槽結(jié)構(gòu)及運(yùn)行環(huán)境完全相同的情況下進(jìn)行比較，此時(shí)，可用導(dǎo)體電阻來(lái)取代。相比較一般銅母線能耗要小于鋁和鋁合金母線。引用公開(kāi)發(fā)行的產(chǎn)品樣本參數(shù)，以某品牌合金母線槽2000A、銅母線槽為例比較。

2.4 價(jià)格低。據(jù)了解，市場(chǎng)上一般同檔次品牌合金母線槽比銅母線槽便宜20%～40%以上。

3 銅、合金母線槽產(chǎn)品比較

本文以浙江省某一大型綜合體項(xiàng)目為例，從密集型銅、合金母線槽技術(shù)參數(shù)、能耗比和價(jià)格三方面進(jìn)行比較。

3.1 項(xiàng)目簡(jiǎn)介。該項(xiàng)目包括三棟辦公樓、一棟公寓樓、大商業(yè)綜合體和商業(yè)步行街區(qū)，總建筑面積450000m2。項(xiàng)目中用母線槽數(shù)量估算為：母線規(guī)格2500A、2000A、1600A、1250A 數(shù)量分別是3000m、2200m、800 m、400 m。

3.2 銅、合金母線槽技術(shù)參數(shù)比較。

本文以合資品牌中母線槽市場(chǎng)銷(xiāo)量和產(chǎn)品技術(shù)居前的兩家產(chǎn)品為例做比較。對(duì)銅、合金母線槽技術(shù)參數(shù)進(jìn)行比較。所選參數(shù)均引用各自公司正式的產(chǎn)品手冊(cè)(頻率為50HZ)。銅母線槽和合金母線槽對(duì)比：

相同參數(shù)為：a.環(huán)境條件都是-5℃～+40℃；b.額定電壓均為≤1000V AC；c.電流范圍400A～5000A；d.防護(hù)等級(jí)IP54；e.耐熱、絕緣等級(jí)≥B 級(jí)絕緣，耐溫130℃；f.絕緣材料為杜邦公司聚酯薄膜；不同參數(shù)：7T 型插腳 全部鍍銀。a.導(dǎo)體材料，銅母線槽T2 電解銅，銅排純度大99.95%以上。母線槽銅排本體無(wú)沖孔，提高了銅排的載流量；合金母線槽 鋁導(dǎo)體添加26 種微量惰性元素，提高基體的抗腐蝕能力。合金導(dǎo)體純度超過(guò)98%,合金導(dǎo)體機(jī)械強(qiáng)度達(dá)到120Mpa。高分子滲透合金導(dǎo)體導(dǎo)電率85%左右，合金導(dǎo)體排等效銅截面大于IEC 規(guī)定，增加了導(dǎo)體的表面積，有效的減少了“集膚效應(yīng)”的影響，提高了導(dǎo)電效率和載流能力，并有很強(qiáng)的抗氧化腐蝕作用。b.連接部位處理方式：銅母線槽連接和插接部位直接焊接而成，銅排可鍍銀，其技術(shù)源于德國(guó)西門(mén)子，其優(yōu)點(diǎn)是焊接可靠，阻抗低，散熱性能好，成為主流廠家的生產(chǎn)工藝。合金母線槽連接和插接部位采用鍍銀的銅接觸，所有電氣連接部位的導(dǎo)體處理采用無(wú)縫溶焊工藝，有效提升導(dǎo)體電氣連接性能。c.外殼：銅母線槽是鋁鎂合金外殼合金母線槽是優(yōu)質(zhì)冷軋鍍鋅鋼析。d.插接口：焊接一體成型;e.產(chǎn)品認(rèn)證：3C、CQC、KEMA 3C，CQC，KEMA，ASTA。

通過(guò)以上信息對(duì)比，可得出以下結(jié)論：a.合金母線槽和銅母線槽均能滿足國(guó)家規(guī)范和設(shè)計(jì)需求。b.目前合金母線槽可以通過(guò)分子滲透技術(shù)處理以及增加導(dǎo)體尺寸提高導(dǎo)電性能和穩(wěn)定性能。

3.3 銅、合金母線槽能耗比。通過(guò)本項(xiàng)目母線數(shù)量計(jì)算合金母線槽、銅母線槽電能損耗，在電費(fèi)按照1 元/kW.h 計(jì)算、功率因數(shù)取0.9、每天工作時(shí)間為12 小時(shí)計(jì)、同時(shí)系數(shù)取0.55 條件下，得出以下結(jié)論：a.以銅母線槽1 為基準(zhǔn)，各品牌中銅、合金母線槽能耗比：合金母線槽多耗能8.21%，母線槽2 少耗能10.585%，銅母線槽3 多耗能1.681%。b.銅母線槽1 和3 能耗相差不大，可以近似認(rèn)為相同。即除個(gè)別品牌銅母線槽能耗較小外，其余大部分銅母線槽能耗差不多。c.計(jì)算輸入條件中母線電流值是按滿載運(yùn)行考慮，實(shí)際運(yùn)行中會(huì)受季節(jié)、用戶數(shù)等因素變化而變化，進(jìn)而導(dǎo)致能耗會(huì)有所變化。

3.4 價(jià)格分析。母線價(jià)格受廠家報(bào)價(jià)策略影響較大，如要得到準(zhǔn)確的價(jià)格必須向經(jīng)銷(xiāo)商提供本項(xiàng)目所在地及母線的準(zhǔn)確數(shù)量（包括插接單元，連接件、直身段、彎頭等各部件）等信息并由經(jīng)銷(xiāo)商提供書(shū)面報(bào)價(jià)才可作為決算依據(jù)。本文計(jì)算輸入條件中合金母線槽、銅母線槽價(jià)格只是暫估，是向有關(guān)廠家詢價(jià)或根據(jù)現(xiàn)階段銅價(jià)估算得出，目的是為了方便得出直觀的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。按本文暫估數(shù)據(jù)，本項(xiàng)目母線槽造價(jià)為：某品牌合金母線槽：1443 萬(wàn)；銅母線槽2：2403 萬(wàn)；銅母線槽1 和3：1876 萬(wàn)。用合金母線相比銅母線收回成本差價(jià)時(shí)間大概為16 年。

4 結(jié)論

通過(guò)以上分析，總結(jié)如下：

4.1 選擇合金母線槽和銅母線槽，首先應(yīng)滿足JGJ16 一2008《民用建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范》7.4.1-1 的規(guī)定。

4.2 目前市場(chǎng)主流產(chǎn)品為銅母線槽。

4.3 產(chǎn)品的使用壽命和穩(wěn)定性能受產(chǎn)品用材，工藝和技術(shù)影響。無(wú)論銅母線槽或者合金母線槽選擇可靠品牌的優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品是關(guān)鍵。

4.4 無(wú)論是合金母線槽還是銅母線槽，產(chǎn)品能耗受產(chǎn)品工藝用材影響；實(shí)際能耗根據(jù)季節(jié)，用戶因素等變化。本項(xiàng)目中總能耗合金母線槽要高于銅母線槽。

4.5 一般銅母線槽線路壓降要低于鋁和鋁合金母線槽，供電質(zhì)量相對(duì)好些。特別的，從產(chǎn)品樣本參數(shù)看，個(gè)別品牌合金母線槽與銅母線槽相比，不同電流規(guī)格電壓降互有上下。

4.6 一般同檔次品牌合金母線槽比銅母線槽便宜20～40%以上。對(duì)本項(xiàng)目按本文暫定數(shù)據(jù)計(jì)算，如使用合金母線槽，收回與合資品牌銅母線槽成本差價(jià)時(shí)間大概是16 年；如考慮差價(jià)成本利息（即節(jié)省下來(lái)的成本產(chǎn)生的利息（按銀行利息）和多支出的電費(fèi)之間差值），時(shí)間則會(huì)拉長(zhǎng)。

4.7 合資品牌合金母線槽各指標(biāo)參數(shù)優(yōu)越于國(guó)產(chǎn)品牌合金母線，合金母線槽合資品牌較少，如選用合資品牌合金母線槽需考慮投標(biāo)品牌選擇較少問(wèn)題。

4.8 對(duì)于整售型項(xiàng)目，因只需考慮初次投資，合金母線槽無(wú)疑更適合；對(duì)于散售型項(xiàng)目因按末端電表計(jì)費(fèi)向用戶收費(fèi)，母線槽用于配電干線，其電能損耗由業(yè)主承擔(dān)，需比較合金母線槽相比銅母線槽收回成本差價(jià)時(shí)間后再確定選用何種母線槽。一般收回成本差價(jià)時(shí)間以10 年為標(biāo)準(zhǔn)，如果時(shí)間大于10 年，即可認(rèn)為選用合金母線槽經(jīng)濟(jì)上有優(yōu)勢(shì)。對(duì)本項(xiàng)目收回成本差價(jià)時(shí)間為16 年＞10 年。

4.9 在我國(guó)鋁資源要遠(yuǎn)遠(yuǎn)多于銅資源，這也是應(yīng)該積極推廣的原因。關(guān)鍵產(chǎn)品要做好母線槽與母線槽，母線槽與導(dǎo)線（尤其是銅導(dǎo)線與合金母線槽）連接的技術(shù)措施。